Учебная программа Дисциплины р5 «Методы радиоприема слабых шумовых излучений» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская программа «Информационные процессы и системы» icon

Учебная программа Дисциплины р5 «Методы радиоприема слабых шумовых излучений» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская программа «Информационные процессы и системы»


Смотрите также:
Учебная программа Дисциплины р2 «Методы оптимизации и оптимального управления» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р4 «Квантовая радиотехника» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины р5 «Акустические методы исследований в биологии и медицине» по...
Учебная программа Дисциплины р3 «Физика фемтосекундных лазеров» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины р5 «Лазерная спектроскопия» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины р6 «Основы теории антенн» по направлению 011800 «Радиофизика»...
Учебная программа Дисциплины р6 «Сканирующая зондовая микроскопия» по направлению 011800...
Учебная программа Дисциплины р1 «Геофизика» по направлению 011800 «Радиофизика» магистерская...
Учебная программа Дисциплины р2 «Основы дифракционного структурного анализа» по направлению...
Учебная программа Дисциплины 02 «Автоматизация измерений в квантовой электронике» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р3 «Высокочастотная релятивистская электроника» по направлению...
Учебная программа Дисциплины р1 «Основы полупроводниковой технологии» по направлению 011800...



Загрузка...
скачать


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Радиофизический факультет

Кафедра радиотехники


УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета


____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.


Учебная программа


Дисциплины М2.Р5 «Методы радиоприема слабых шумовых излучений»


по направлению 011800 «Радиофизика»


магистерская программа «Информационные процессы и системы»


Нижний Новгород

2011 г.

1. ^ Цели и задачи дисциплины

Цель курса - дать представление о шумовых процессах в радиотехнических устройствах и методах их описания и ознакомить учащихся с современной техникой и физическими основами измерений параметров слабых (по сравнению с собственными шумами приемных устройств) сигналов. Основное внимание уделено радиометрии, как методу измерений слабых электромагнитных излучений со сплошным спектром с учетом преобразования этих излучений в узлах радиометра. Отдельно рассмотрены квантовые устройства измерений слабых радиосигналов и статистический подход к радиоприему.


2. ^ Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Методы радиоприема слабых шумовых излучений» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».


3. ^ Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

  • способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);

  • способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);

  • способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);

  • способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);

  • способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).


В результате изучения дисциплины студенты (слушатели) должны

знать:

  • Шумовые сигналы внутреннего и внешнего происхождения, ограничивающие возможности радиоизмерений измерений

  • Способы описания шумов в радиоприемных устройствах

  • Основы радиометрии, схемы радиометров, методы радиометрических измерений.

  • Принципы работы таких физических устройств, основанные на квантово-механических явлениях, как квазичастичный преобразователь частоты и детектор, квантовый магнитометр

  • Статические характеристики радиоприема: обнаружительная способность, функция правдоподобия, особенности когерентного и некогерентного обнаружения сигналов


4.^ Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.


Виды учебной работы

Всего часов

Семестры

^ Общая трудоемкость дисциплины

108

11

Аудиторные занятия

32

32

Лекции

32

32

Практические занятия (ПЗ)

0

0

Семинары (С)

0

0

Лабораторные работы (ЛР)

0

0

Другие виды аудиторных занятий

0

0

Самостоятельная работа

40

40

Курсовой проект (работа)

0

0

Расчетно-графическая работа

0

0

Реферат

0

0

Другие виды самостоятельной работы

0

0

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен (36)

экзамен (36)


5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий


№п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПЗ (или С)

ЛР

1.

Источники шумов в приемных устройствах

6







2.

Шумовые характеристики радиотехнических устройств

6







3.

Радиоприем широкополосных сигналов

8







4.

Устройства радиоприема, основанные на квантовых эффектах

6







5.

Статистические характеристики радиоприема

6








5.2. Содержание разделов дисциплины


Раздел 1. Источники шумов в приемных устройствах

Естественные и технические шумы. Шумы космического происхождения. Излучение атмосферного происхождения. Тепловой шум. Дробовой эффект. Шумы в полупроводниках. Фликкер-шум. Шумы усилительного элемента.


^ Раздел 2. Шумовые характеристики радиотехнических устройств

Шумовое сопротивление, шумовая температура, коэффициент шума, шумовое число. Шум усилительного каскада Шумы смесителя. Коэффициент шума радиоприемного устройства Шумовые температуры и рабочие диапазоны частот транзисторных и параметрических усилителей, преобразователей частоты и детекторов.


^ Раздел 3. Радиоприем широкополосных сигналов

Микроволновые радиометры. Чувствительность радиометра. Минимальное обнаружимое приращение эффективной температуры излучения. Схемы радиометров: компенсационный, модуляционный и корреляционный радиометры, их чувствительность. Соотношение их пороговых сигналов. Детекторный радиометр и распределение усиления в радиометре. Применение цифровых устройств в радиометрах. Принципы дискретизации и квантования сигнала при измерении его среднего значения или вариаций. Оценка ошибок. Знаковый коррелятор в спектрорадиометрах. Входные устройства радиометров.


^ Раздел 4. Устройства радиоприема, основанные на квантовых эффектах

Идеальный радиометр. Фундаментальный предел шумовой температуры усилителя. Фундаментальный предел чувствительности при измерениях интенсивности тепловых излучений. Достижимые параметры резистивных преобразователей частоты. Квазичастичные преобразователь частоты и детектор. СИС-структуры. Стационарный и нестационарный эффекты Джозефсона. Измерение слабых магнитных полей. Квантовый магнитометр («сквид»). Понятие «кванта» магнитного потока. Чувствительность сквида в гистерезисном и безгистерезисном режимах.


^ Раздел 5. Статистические характеристики радиоприема

Оптимальное обнаружение и различение сигналов. Соотношения для бинарной задачи различения. Оптимальное различение двух радиосигналов со случайными фазами. Оптимальное некогерентное обнаружение радиосигналов. Оптимальное обнаружение случайного процесса


6. Лабораторный практикум

Не предусмотрен


7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература:

  1. Ван А. дер Зил. Шум. Источники, описание, измерение. М.: Советское радио, 1973.

  2. С.М. Рытов. Введение в статистическую радиофизику. М.: Наука. 1966.

  3. Н.С. Крейнгель. Шумовые параметры радиоприемных устройств. Л.: Наука, 1969.

  4. А.Н.Малахов. Флуктуации в автоколебательных системах. М.: Наука. 1968.

  5. В. Жалуд, В.Н. Кулешов. Шумы в полупроводниковых устройствах. М.: Советское радио, 1977.

  6. А.Г.Кисляков, В.А.Разин, Н.М.Цейтлин. Введение в радиоастрономию. Учебник для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности "Радиофизика и электроника". Часть I. Основы радиоастрономии. Изд. ННГУ и фирмы "Физматлит" (Москва). 1995. 212 с.

  7. А.Г.Кисляков, В.А.Разин, Н.М.Цейтлин. Введение в радиоастрономию.

Учебник для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности "Радиофизика и электроника". Часть II. Техника радиоастрономии. Изд. ННГУ и фирмы "Физматлит" (Москва). 1996. 195 с.

  1. Н.А.Есепкина, Д.В.Корольков, Ю.Н.Парийский. Радиотелескопы и радиометры. – М.: ГИФМЛ, 1972.

  2. К.К. Лихарев, Б.Т. Ульрих. Системы с джозефсоновскими контактами. – М.: Изд. МГУ, 1978.

  3. М. Букингем. Шумы в электронных приборах и системах. М.: Мир, 1986.

  4. В.Л. Введенский. В.И. Ожогин. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм. М.: Наука, 1986.

  5. В.И.Тихонов Оптимальный прием сигналов. М.: Советское радио, 1983.

  6. А.Г.Зюко, Д.Д.Кловский, М.В.Назаров, Л.М.Финк Теория передачи сигналов. М.: Радио и связь, 1986.

  7. А.Г.Зюко, Д.Д.Кловский, В.И.Коржик, М.В.Назаров Теория электрической связи. М.: Радио и связь, 1998


б) дополнительная литература:

  1. Ван А. дер Зил. Шумы при измерениях. М.: Мир, 1979.

  2. В.Денда. Шум как источник информации. М.: Мир.1993.

  3. А.Г.Кисляков. Методы описания и измерений шумов в радиотехнических устройствах. Учебное пособие. Изд. ГГУ. Горький, 1988.

  4. А.Г.Кисляков. Предельная чувствительность радиометров и вопросы ее реализации. Учебное пособие. Изд. ГГУ. Горький, 1988.

  5. Методические указания к лабораторной работе «Многоканальный спектрорадиометр 3-х миллиметрового диапазона». Изд. ННГУ, 1999 (составители Е.И.Шкелев и др.)

  6. М. Макс. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. М: Мир, 1983.

  7. А.Г.Кисляков. Главы квантовой радиотехники. Учебное пособие. – Изд. ННГУ, 1997.

  8. Основы радиофизики. Под ред. А.С. Логинова. М.:УРСС, 1996. 256 с.

  9. В.И.Кривошеев. Синтез оптимальных приемных устройств радиосигналов на фоне помех. Учебное пособие. Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2009.

  10. Е.Б.Александров, А.К.Вершковский //Успехи физических наук, Т. 179, 2009, № 6. , с.605-638.

  11. Е.Б.Александров //Успехи физических наук, Т. 180, 2010, № 5. с.509-519.



8. Вопросы для контроля

  1. Какие источники шумов вам известны?

  2. Напишите выражения для спектральной плотности теплового и дробового шума

  3. Дайте определения понятиям шумовая температура, шумовое сопротивление, коэффициент шума, шумовое число.

  4. Как вычислить коэффициент шума многокаскадного радиоприемного устройства?

  5. Напишите выражения для чувствительности компенсационного, модуляционного, корреляционного или детекторного радиометра

  6. Привести блок-схему радиометра (любого из перечисленных выше).

  7. Влияние флуктуаций параметров радиометра на его чувствительность

  8. К каким ошибкам в измерении срелнего (мгновенного) значения амплитуды сигнала на выходе радиометра приводят операции дискретизации и квантования сигнала?

  9. Влияние интеференции собственных шумов во входной цепи радиометра на точность измерений.

  10. Привести характерные шумовые параметры и диапазоны рабочих частот транзисторных (параметрических) усилителей, преобразователей частоты

  11. Приведите примеры радиотехнических устройств, работающих на основе квантово-механических явлений

  12. Дайте определение «идеального» радиометра.

  13. Как зависит чувствительность радиометра от количества типов колебаний излучения в его ВЧ тракте?

  14. В чем заключается эффект Джозефсона?

  15. Объясните принцип работы квантового магнитометра

  16. Что такое отношение правдоподобия?

  17. Что такое "критерий идеального наблюдателя"?


9. Критерии оценок


Превосходно

Превосходная подготовка с очень незначительными погрешностями

Отлично

Подготовка, уровень которой существенно выше среднего с некоторыми ошибками

Очень хорошо

В целом хорошая подготовка с рядом заметных ошибок

Хорошо

Хорошая подготовка, но со значительными ошибками

Удовлетворительно

Подготовка, удовлетворяющая минимальным требованиям

Неудовлетворительно

Необходима дополнительная подготовка для успешного прохождения испытания

Плохо

Подготовка совершенно недостаточная


10. ^ Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Курсовые работы не предусмотрены.


Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».


Авторы программы _____________ Кисляков А.Г.


______________ Ястребов И.П.


Программа рассмотрена на заседании кафедры 4 марта 2011 года протокол № 10


Заведующий кафедрой ___________________ Орлов И.Я.


Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10


Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н.






Скачать 114.68 Kb.
оставить комментарий
Дата07.09.2012
Размер114.68 Kb.
ТипПрограмма дисциплины, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх